KR20020019303A - Bit rate control device of optical receiver and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광통신 시스템(Optical Communication System)에 관한 것으로서, 특히 광 교차-접속 장치(Optical Cross-Connect Device)의 광 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to an optical communication system, and more particularly, to an optical receiver of an optical cross-connect device.
광통신 시스템에 있어서 중앙 기지국과 같은 상위 노드(Upper node)와 가입자와 같은 하위 노드(Lower node) 사이를 연결하는 중간 노드에는 광 교차-접속 장치가 설치된다. 상기 광 교차-접속 장치는 각 채널 신호의 전달 및 할당이라는 기본 역할 이외에도, 광 네트워크상의 통신량(traffic), 이상 폭주(congestion) 및 네트워크의 성장(growth)을 최적화하고, 네트워크의 생존성(survivability)을 개선하는 중요한 역할을 한다. 특히, 파장분할다중화 시스템의 광 교차-접속 장치는 여러 파장대의 광신호를 수신 및 송신하기 위하여 역다중화기, 광 수신기, 교차-접속 스위치, 제어기, 광 송신기 및 다중화기를 구비한다.In an optical communication system, an optical cross-connection device is installed at an intermediate node that connects an upper node such as a central base station and a lower node such as a subscriber. In addition to the basic role of transmission and allocation of each channel signal, the optical cross-connect device optimizes traffic, congestion and growth of the network, and survivability of the network. Plays an important role in improving In particular, an optical cross-connect device of a wavelength division multiplexing system includes a demultiplexer, an optical receiver, a cross-connect switch, a controller, an optical transmitter and a multiplexer for receiving and transmitting optical signals in various wavelength bands.
한편, 광통신 시스템에는 프로토콜(protocol)이라 불리는 다양한 전송 포맷이 적용되고 있으며, 상기 전송 포맷들은 각기 다른 전송속도(bit-rate)로 정보 전송이 이루어지고 있다. 대표적인 전송 포맷에는 SDH/SONET(Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical NETwork), FDDI(Fiber Distributed Data Interface), ESCON(Enterprise Systems CONnectivity), 광섬유 채널(Fiber Channel), 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet), ATM(Asynchronous Transfer Mode) 등이 있으며, 이들은 각각 125 Mb/s, 155 Mb/s, 200 Mb/s, 622 Mb/s, 1062 Mb/s, 1.25 Gb/s, 2.5 Gb/s 등의 전송속도를 가지고 있다.Meanwhile, various transmission formats called protocols are applied to an optical communication system, and information transmission is performed at different bit rates. Typical transmission formats include SDH / SONET (Synchronous Digital Hierarchy / Synchronous Optical NETwork), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), ESCON (Enterprise Systems CONnectivity), Fiber Channel, Gigabit Ethernet, and Asynchronous Transfer Mode), and they have transmission speeds of 125 Mb / s, 155 Mb / s, 200 Mb / s, 622 Mb / s, 1062 Mb / s, 1.25 Gb / s, and 2.5 Gb / s, respectively.
한편, 이러한 다양한 전송속도를 가진 프로토콜에 적용할 수 있도록 하기 위하여 종래의 광 수신기는 프로그래머블 클럭/데이터 재생 회로를 구비한다. 상기 프로그래머블 클럭/데이터 재생 회로는 증폭기에서 증폭된 신호 및 지연 신호에 대한 직류 레벨값으로부터 판별된 입력 광신호의 전송 속도에 따른 기준 클럭에 의해 데이터 및 클럭을 재생하여 출력한다.On the other hand, the conventional optical receiver is provided with a programmable clock / data reproduction circuit in order to be applicable to such a protocol having a variety of transmission rates. The programmable clock / data reproducing circuit reproduces and outputs the data and the clock by a reference clock according to the transmission speed of the input optical signal determined from the DC level values for the signal amplified by the amplifier and the delay signal.
그러나, 종래의 광 수신기는 온도에 따른 소자 및 지연 회로의 변화로 인해 전송속도 판단 오류가 발생하거나 데이터가 손상되는 경우가 발생함으로써 광 수신기의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.However, the conventional optical receiver has a problem in that the reliability of the optical receiver is deteriorated because a transmission rate determination error or data is damaged due to a change in a device and a delay circuit according to temperature.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 온도에 의한 전송속도 판단 에러를 방지하기 위한 광 수신기의 전송속도 조절 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for adjusting a transmission speed of an optical receiver for preventing a transmission rate determination error due to temperature.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광 수신기에 있어서, 광전 변환된 입력 수신 신호를 미리 설정된 시간만큼 지연시켜 출력하는 지연부와; 상기 입력 수신 신호와 지연부에서 출력된 지연 신호를 배타적 논리합 연산한 신호를 직류레벨로 출력하는 직류레벨 출력부와; 상기 직류레벨 출력부에서 출력된 직류레벨을 A/D 변환하여 출력하는 A/D 변환부와; 상기 입력 수신 신호를 입력받아 전송속도 제어 신호에 따라 클럭 및 데이터를 재생하여 출력하는 클럭/데이터 재생부와; 미리 설정된 인터럽트 타이밍마다 상기 A/D 변환 신호에 의한 직류레벨 변화량을 산출하고, 상기 직류레벨 변화량과 미리 설정된 한계 변화량의 차이에 따라 온도에의한 직류레벨 변화인지 혹은 실제 전송속도 변화인지를 판단하여 해당 전송속도 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 광 수신기의 전송 속도 조절 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an optical receiver comprising: a delay unit for delaying and outputting a photoelectrically converted input received signal by a predetermined time; A DC level output unit outputting a signal obtained by performing an exclusive OR operation on the input reception signal and the delay signal output from the delay unit at a DC level; An A / D converter configured to perform A / D conversion on the DC level output from the DC level output unit; A clock / data reproducing unit which receives the input reception signal and reproduces and outputs clock and data according to a transmission rate control signal; The DC level change amount by the A / D conversion signal is calculated for each preset interrupt timing, and it is determined whether the DC level change due to temperature or the actual transmission speed is changed according to the difference between the DC level change amount and the preset limit change amount. It provides a transmission speed adjusting apparatus of the optical receiver, characterized in that it comprises a control unit for outputting the transmission rate control signal.
또한, 본 발명은 직류레벨 출력부와, A/D 변환부, 클럭/데이터 재생부 및 제어부를 구비한 광 수신기에 있어서, 상기 A/D 변환부에서 출력되는 신호로부터 현재 직류레벨값을 검출하는 현재 직류레벨 검출 단계와; 현재 직류레벨과 미리 저장된 직전 직류레벨과의 차이를 산출하는 직류레벨 변화량 산출 단계와; 상기 직류레벨 변화량과 미리 설정된 한계 변화량의 크기를 비교하는 직류레벨 변화량과 한계 변화량의 비교 단계와; 상기 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 작거나 같을 경우에는 현재의 전송속도를 그대로 유지하기 위한 전송속도 유지신호 출력 단계와; 상기 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 큰 경우에는 상기 직류레벨 변화량이 0보다 큰지 여부를 판단하는 직류레벨 변화량 판단 단계와; 상기 직류레벨 변화량 판단 단계에서 직류레벨 변화량이 0보다 큰 경우 하위 전송속도 변환 신호를 출력하고, 상기 직류레벨 변화량이 0보다 크지 않은 경우 상위 전송속도 변환 신호를 출력하는 전송속도 변환신호 출력 단계를 포함함을 특징으로 하는 광 수신기의 전송속도 조절 방법을 제공한다.The present invention also provides an optical receiver including a DC level output unit, an A / D converter, a clock / data reproducing unit, and a controller, for detecting a current DC level value from a signal output from the A / D converter. Detecting a current DC level; A DC level change amount calculating step of calculating a difference between a current DC level and a previously stored direct DC level; Comparing a DC level change amount and a threshold change amount comparing the DC level change amount with a preset threshold change amount; Outputting a transmission rate maintenance signal to maintain a current transmission rate if the DC level change amount is less than or equal to a threshold change amount; A DC level change amount determining step of determining whether the DC level change amount is greater than 0 when the DC level change amount is larger than a threshold change amount; And outputting a lower rate conversion signal when the DC level change amount is greater than 0, and outputting a higher rate conversion signal when the DC level change amount is not greater than 0. It provides a method for adjusting the transmission speed of the optical receiver characterized in that.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수신기의 전송속도 조절 장치를 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing an apparatus for adjusting a transmission speed of an optical receiver according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수신기의 전송속도 조절 방법을 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating a transmission rate adjusting method of an optical receiver according to a preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 광전 변환부 200 : 증폭부100: photoelectric conversion unit 200: amplification unit
300 : 지연부 400 : 직류레벨 출력부300: delay unit 400: DC level output unit
500 : A/D 변환부 600 : 클럭/데이터 재생부500: A / D converter 600: clock / data playback unit
700 : 제어부700: control unit
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수신기의 전송속도 조절 장치를 나타낸 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수신기는 광전 변환부(100), 증폭부(200), 지연부(300), 직류레벨 출력부(400), A/D 변환부(500), 클럭/데이터 재생부(600) 및 제어부(700)를 포함한다.1 is a block diagram showing an apparatus for adjusting a transmission speed of an optical receiver according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an optical receiver according to an exemplary embodiment of the present invention includes a photoelectric converter 100, an amplifier 200, a delay unit 300, a DC level output unit 400, and an A / D converter. 500, a clock / data reproducing unit 600 and a control unit 700.
상기 광전 변환부(100)는 입력 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력한다. 상기 증폭부(200)는 상기 광전 변환부(100)에서 출력된 전기 신호를 소정 비율로 증폭하여 출력한다.The photoelectric converter 100 converts an input optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal. The amplifier 200 amplifies and outputs an electrical signal output from the photoelectric converter 100 at a predetermined ratio.
상기 지연부(300)는 상기 증폭부(200)에서 출력된 신호를 미리 설정된 시간만큼 지연시켜 출력한다.The delay unit 300 delays and outputs the signal output from the amplifier 200 by a preset time.
상기 직류레벨 출력부(400)는 상기 증폭부(200)에서 출력된 신호와 지연부에서 출력된 지연 신호를 배타적 논리합 연산한 신호를 직류레벨로 출력한다. 상기 직류레벨 출력부(400)는 배타적 논리합 연산한 신호를 로우 패스 필터링하여 직류레벨로 출력한다.The DC level output unit 400 outputs a signal obtained by performing an exclusive OR operation on the signal output from the amplifier 200 and the delay signal output from the delay unit as a DC level. The DC level output unit 400 performs low pass filtering on the exclusive OR operation signal and outputs the DC level.
상기 A/D 변환부(500)는 상기 직류레벨 출력부(400)에서 출력된 직류레벨을 A/D 변환하여 출력한다.The A / D conversion unit 500 performs A / D conversion on the DC level output from the DC level output unit 400 and outputs the A / D conversion.
상기 클럭/데이터 재생부(600)는 상기 증폭부(200)에서 출력된 신호를 입력받아 제어부(700)에서 출력된 전송속도 제어 신호에 따라 발생하는 기준 클럭에 따라 클럭 및 데이터를 재생하여 출력한다. 상기 클럭/데이터 재생부(600)는 기준 클럭에 따라 입력된 신호를 리쉐이핑, 리제너레이션 및 리타이밍시켜 출력한다.The clock / data reproducing unit 600 receives a signal output from the amplifying unit 200 and reproduces and outputs clock and data according to a reference clock generated according to a transmission rate control signal output from the control unit 700. . The clock / data reproducing unit 600 reshapes, regenerates, and retimes an input signal according to a reference clock and outputs the same.
상기 제어부(700)는 미리 설정된 인터럽트 타이밍마다 상기 A/D 변환 신호에 의한 직류레벨 변화량을 산출하고, 상기 직류레벨 변화량과 미리 설정된 한계 변화량의 차이에 따라 온도에 의한 직류레벨 변화인지 혹은 실제 전송속도 변화인지를 판단하여 해당 전송속도 제어 신호를 출력한다. 상기 제어부(700)는 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 작거나 같은 경우에는 온도에 의한 직류레벨 변화로 판단하고, 상기 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 큰 경우에는 실제 전송속도가 변화되었음을 판단한다.The control unit 700 calculates the DC level change amount by the A / D conversion signal at each preset interrupt timing, and whether the DC level change is caused by temperature or the actual transmission speed according to the difference between the DC level change amount and the preset limit change amount. It determines whether it is a change and outputs the corresponding baud rate control signal. When the DC level change amount is less than or equal to the threshold change amount, the controller 700 determines that the DC level change is caused by temperature. When the DC level change amount is larger than the threshold change amount, the controller 700 determines that the actual transmission speed has changed.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수신기의 전송속도 조절 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 수신기의 전송속도 조절 방법은 현재 직류레벨 검출 단계(S10), 직류레벨 변화량 산출 단계(S20), 직류레벨 변화량과 한계 변화량 비교 단계(S30), 전송속도 유지신호 출력 단계(S40), 직류레벨 변화량 판단 단계(S50) 및 전송속도 변환신호 출력 단계(S52, S60)를 포함한다.2 is a flowchart illustrating a method of adjusting a transmission speed of an optical receiver according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, a method for adjusting a transmission speed of an optical receiver according to an exemplary embodiment of the present invention includes a current DC level detection step S10, a DC level change amount calculation step S20, a DC level change amount and a threshold change amount comparison step ( S30), the transmission speed maintenance signal output step (S40), the DC level change amount determination step (S50) and the transmission speed conversion signal output steps (S52, S60).
상기 현재 직류레벨 검출 단계(S10)는 상기 A/D 변환부(500)에서 출력되는 신호로부터 현재 직류레벨값을 검출하는 단계이다.The current DC level detection step (S10) is a step of detecting a current DC level value from the signal output from the A / D converter 500.
상기 직류레벨 변화량 산출 단계(S20)는 상기 현재 직류레벨 검출 단계(S10)에서 검출된 현재 직류레벨과 메모리에 미리 저장된 직전 직류레벨과의 차이인 직류레벨 변화량을 산출하는 단계이다.The DC level change amount calculating step S20 is a step of calculating a DC level change amount which is a difference between the current DC level detected in the current DC level detection step S10 and a previous DC level previously stored in the memory.
상기 직류레벨 변화량과 한계 변화량 비교 단계(S30)는 상기 직류레벨 변화량과 미리 설정된 한계 변화량의 크기를 비교하는 단계이다. 상기 한계 변화량은 직류레벨의 변화가 온도에 의한 변화인지 실제 전송속도 변화에 의한 변화인지를 판단하는 기준이 된다. 상기 한계 변화량은 인터럽트 타이밍, 그에 따른 온도에 의한 직류레벨 변화량 및 실제 전송 속도 변화에 의한 직류 레벨값의 최소치를 고려하여 결정된다. 즉, 0.5초의 인터럽트 타이밍을 설정한 경우, 온도에 의한 직류레벨 변화량은 최대 1 digit이며, 실제 전송 속도 변화에 의한 직류 레벨값은 최소 3 digit이므로, 이때의 한계 변화량은 그 중간치인 2 digit로 설정할 수 있다.The step of comparing the DC level change amount and the limit change amount (S30) is a step of comparing the magnitude of the DC level change amount and the preset limit change amount. The threshold change amount is a criterion for determining whether the change in the DC level is caused by a change in temperature or a change in actual transmission speed. The threshold change amount is determined in consideration of the interrupt timing, the DC level change amount according to the temperature, and the minimum value of the DC level value due to the actual transmission speed change. That is, when the interrupt timing of 0.5 seconds is set, the maximum DC level change due to temperature is 1 digit, and the DC level value due to the actual change of the transmission speed is at least 3 digits. Therefore, the limit change amount at this time is set to 2 intermediate digits. Can be.
상기 전송속도 유지신호 출력 단계(S40)는 상기 직류레벨 변화량과 한계 변화량 비교 단계(S30)에서 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 작거나 같을 경우에는 현재의 전송속도를 그대로 유지하기 위한 단계이다. 즉, 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 작거나 같은 경우에는 실제 전송속도 변화에 의한 직류레벨 변화가 아닌 온도에 의한 직류레벨 변화이므로, 현재의 전송속도를 그대로 유지하기 위한 전송속도 유지 신호를 출력한다.The transmission speed maintaining signal output step S40 is a step for maintaining the current transmission speed as it is when the DC level change amount is less than or equal to the threshold change amount in the step of comparing the DC level change amount and the threshold change amount step S30. That is, when the DC level change amount is less than or equal to the threshold change amount, the DC level change is caused by the temperature rather than the DC level change by the actual transmission speed change, and thus a transmission rate maintenance signal for maintaining the current transmission speed is output.
상기 직류레벨 변화량 판단 단계(S50)는 상기 직류레벨 변화량과 한계 변화량 비교 단계(S30)에서 상기 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 큰 경우에는 상기 직류레벨 변화량이 0보다 큰지 여부를 판단하는 단계이다. 즉, 직류레벨 변화량이 한계 변화량보다 큰 경우에는 실제 전송속도 변화에 의한 직류레벨 변화이므로, 전송속도를 변환하기 위해 직류레벨 변화량이 양수인지 음수인지의 여부를 판단한다.The DC level change amount determining step (S50) is a step of determining whether the DC level change amount is greater than 0 when the DC level change amount is greater than the threshold change amount in the step of comparing the DC level change amount and the threshold change amount step (S30). That is, if the DC level change amount is larger than the threshold change amount, since the DC level change is caused by the actual transmission speed change, it is determined whether the DC level change amount is positive or negative in order to convert the transmission speed.
상기 전송속도 변환신호 출력 단계(S52, S60)는 상기 직류레벨 변화량 판단단계에서 직류레벨 변화량이 0보다 큰 경우 하위 전송속도 변환 신호를 출력하는 하위 전송속도 변환신호 출력 단계(S52)와, 상기 직류레벨 변화량이 0보다 크지 않은 경우 상위 전송속도 변환 신호를 출력하는 상위 전송속도 변환신호 출력 단계(S60)로 이루어진다.The transmission rate conversion signal output step (S52, S60) is a lower transmission rate conversion signal output step (S52) for outputting a lower transmission rate conversion signal when the DC level change amount is greater than 0 in the DC level change amount determination step, and the DC When the amount of level change is not greater than 0, the upper rate conversion signal output step S60 outputs an upper rate conversion signal.
상기 하위 전송속도 변환신호 출력 단계(S52) 및 상위 전송속도 변환 신호 출력 단계(S60) 후 클럭/데이터 재생부의 PLL 록킹 신호에 따라 각각 링크 폴트(Link fault)가 0인지를 판단하는 링크 폴트 판단 단계(S54, S62)를 거쳐 링크 폴트가 0인 경우에는 전송속도 유지 신호 출력 단계(S56)를 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 각각 상위 전송속도 변환 신호 출력 단계(S58)와 하위 전송속도 변환 신호 출력 단계(S64)로 진행한다.A link fault determination step of determining whether a link fault is 0 according to the PLL locking signal of the clock / data reproducing unit after the lower baud rate conversion signal output step (S52) and an upper baud rate conversion signal output step (S60). If the link fault is 0 through S54 and S62, the transmission rate maintenance signal output step S56 is performed. Otherwise, the upper transmission rate conversion signal output step S58 and the lower transmission rate conversion signal output step are performed respectively. Proceed to S64.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광 수신기의 전송속도 조절 장치 및 그 방법은 직류레벨의 변화가 온도에 의한 변화인지 실제 전송속도에 의한 변화인지를 미리 판단한 후, 실제 전송속도에 의한 변화일 때만 전송속도 변환을 위한 과정을 수행하므로, 온도에 의한 전송속도 판단 에러를 없애고 그에 따라 광 수신기의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.As described above, the apparatus and method for controlling a transmission speed of an optical receiver according to an embodiment of the present invention determine whether a change in a DC level is a change in temperature or a change in actual transmission speed, and then, a change in actual transmission speed. Since only the process for converting the transmission rate is performed, the transmission rate determination error due to temperature is eliminated, thereby increasing the reliability of the optical receiver.
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